盲眼的尼安德塔石器匠

武漢肺炎多人一測，集體檢驗提升效率  原載於新公民議會

COVID-19（武漢肺炎、新冠肺炎）肆虐至今，檢驗是防疫的一大關鍵。台灣由於疫情輕微，至今一直都保有足夠的檢驗能力，但是更嚴重的地方，檢驗時常追不上病毒蔓延的速度，而資源不足的地區，大量檢驗累積下來也是不小的負擔。有種策略理論上能改善問題，那就是「多人一測」(Group Testing)。

The mathematical strategy that could transform coronavirus testing

多人一測的做法，至少能追溯到第二次世界大戰。為了檢驗士兵是否感染梅毒，美國經濟學家 Robert Dorfman 在 1940 年代提出一次檢驗多人，集體檢驗的概念。

比方說有 27 人需要檢驗，第一輪先分成 9 人一組共 3 組，檢驗 3 次；陰性表示 9 人通通陰性，陽性組第二輪再各自檢驗 9 人，找出是哪些人陽性。如此就不用檢驗到 27 次那麼多。

此一思維下還可以更進一步，那就是把陽性組再拆成更小的分組，例如 9 人再分為 3 組檢驗 3 次。這樣做的優點是能減少檢驗次數，節省資源，缺點是耗費時間。

可想而知，假如陽性實際上佔整體族群的比例不低，集體檢驗能提升的效率有限。不過陽性比例若是不高，多人一測就能展現優勢。

盧安達的理論生物學家 Wilfred Ndifon 表示，善用不同組合，不但能減少檢驗次數，也能節省時間。他提出的策略前半和老方法一樣：第一輪分組檢驗；差異在後半：有人陽性的大組中，同一個人再各自和不同人同組，重複檢驗。

比方說 ABCDE 共 5 人，ABC 一組，BCE 一組、CDE 另一組，結果為 ABC 陰性、BCE 陰性、CDE 陽性，就能判斷 ABCE 為陰性，D 是陽性。透過適當的安排組合，第二輪就能以較少的檢驗次數，釐清哪些人才是陽性。

印度資訊學家 Manoj Gopalkrishnan 則提出，只需一輪便可得知結果的辦法。理論上，一個人可以重複檢驗多次，每一次都和不同人同組，透過交叉比對，便能判斷每一個人有沒有感染。這套辦法能省去第二輪檢驗的時間，但是一次需要的工作量最大。不過最大的問題恐怕在於，每次檢驗的組合將十分複雜，超過檢驗操作人員一般的處理能力。

理論必需與現實配合，最現實的問題是，用 RT-PCR 檢驗導致 COVID-19 的病毒時，一次能檢驗幾個人？

Wilfred Ndifon 的盧安達隊友 Leon Mutesa 表示，一次可以檢驗 100 人，當中即使只有 1 人感染也能偵測出來。然而，德國的專家 Sigrun Smola 指出，一次不該超過 30 人，才能確保結果可靠（他自己一次檢驗 20 人）。

我們知道，由於 COVID-19 病毒的特質，即使一次只檢驗一個人，偽陰性的機率也不算太低。20 人集體檢驗已經有點冒險，100 人實在很難想像。另外，上述討論都假設為理想狀態，檢驗卻會面臨偽陽性、偽陰性的問題，干擾判斷，實際狀況更加複雜。

至今已經有中國、印度、德國、美國採取集體檢驗，還有更多國家即將投入。到底哪些策略管用，讓我們看下去。

歡迎光臨粉絲團一起討論：盲眼的尼安德塔石器匠